精选文档工业锅炉热工性能试验规程GBT.docx

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精选文档工业锅炉热工性能试验规程GBT

GB/T10180-2003工业锅炉热工性能试验规程

    2008-10-23

1．    范围

标准规定了只要小于3.8MPa的所有蒸汽锅炉和热水锅炉,其中包括:

过热蒸汽锅炉,真空锅炉,常压锅炉和小型锅炉的热工性能试验方法.

标准适用于燃用固体、液体和气体的锅炉以及电能作为的锅炉.同时明确了热油载体锅炉（导热油炉）,以及垃圾燃料的锅炉可参照该标准使用.

2．    规范性应用文件

对标准所引用标准进行了说明.

3．    术语和定义

对标准所用时一些术语进行了定义解释.

其中3.8基准温度是新提出的术语.

4．    符号和标准

对热工测试中所使用的名称进行符号和单位的确定,其中q3也称为化学未完全燃烧热损失,q4也称为物理未完全燃烧热损失或机械未完全燃烧损失.

5．    总则

5.1    标准规定锅炉效率应采用正、反平衡法测量,只有当锅炉容量大于等于20T或大于等于14MW时,正平衡测定有困难,即固体燃料计量有困难时可采用反平衡测量锅炉效率,所以一般燃油、燃气锅炉也需要采用正、反平衡法.手烧锅炉因炉渣计量有困难,故允许只用正平衡法测定锅炉效率,但此时应列出锅炉的炉渣可燃物含量、烟气含氧量及排烟温度.标准中规定锅炉效率为正平衡法和反平衡法测得的平均值,此规定同老标准（锅炉效率以正平衡法测定值为准）相比更能准确表示出锅炉效率.

5.2    标准所制定的规程仅是对锅炉进行热工性能测试,考核锅炉的热工效率,所以其规定锅炉效率,为不扣除自用蒸汽和辅机设备耗动力折算热量的效率,如需测定整个锅炉岛式系统时可以进行净效率计算.

5.3    标准中规定蒸汽锅炉的出力由折算蒸发量来确定,在老标准规定蒸汽锅炉的出力由实测决定,而依照JB2829标准规定锅炉出力应由直接测量法决定,但同时规定当实测参数和设计不一致时,蒸发量应修正.此项规定使锅炉热工性能试验数据同锅炉设计数据相比更能反映锅炉实际运行与设计的差异,例:

一台10吨1.6MPa蒸汽锅炉其设计给水温度为105℃,但在试验中由于各种原因其给水温度为20℃,折算蒸发量应为:

=10000×（2793.40-85.54）/（2793.40-441.36）=11512.81kg/h

Dzs—折算蒸发量;单位:

吨/每小时（t/h）;

DSC—输出蒸发量;单位:

吨/每小时（t/h）

hbq、hgs——饱和蒸汽、给水的实测参数的焓;单位为千焦每千克（kJ/kg）

h*bq、h*gs——饱和蒸汽、给水的设计参数下的焓;单位为千焦每千克（kJ/kg）

6．    试验准备工作

6.1    试验工作前,试验负责人首先要编制试验大纲,编制试验大纲是:

1）    首先根据试验目的和要求,确定试验类型（仲裁试验、定型试验、验收试验、运行试验）.

2）    根据试验类型确定被测锅炉系统.例:

有一台蒸汽锅炉在其尾部有一个余热水箱,而水箱中被加热后的热水不进锅炉另有别用,此时在试验中就应确定此部分被吸收热量,是否作为被测锅炉系统中.

3）    根据上述确定原则,确定测量项目和测点位置.

4）    根据测量项目选择合适的测量仪表.

5）    根据测量项目工作量,进行人员组织和分工.

6.2    试验过程中测试人员应保持相对稳定,此举有几个优点:

1）    一组参数记录有连续性.

2）    在被测参数有异常时能即使发现.

3）    一个参数记录能作到责任到位.

6.3    测试所用的仪表均应完好,并应是在检定和标定的有效期内,这样才能保证所计量的数据可靠准确.

6.4    按照试验大纲中的测点布置位置安装仪表,如有更改应予以记录在案.

6.5    被测锅炉辅机设备的运行均应正常,如有异常现象应排除,如无法排除应停止试验或进行协商连续试验,但应予以记录并在试验报告中表示出来.例:

一台被测锅炉在进行运行试验发现风机开到额定状态时有异常响声,此时作为运行试验可继续进行,但在试验报告中应说明,此异常响声,可能会影响锅炉出力.

6.6    试验对被测锅炉的参数必须与其它锅炉的参数隔绝,如无法作到应计量.如:

一台被测热水锅炉同另一台热水锅炉共享一根循环水管.由于条件限制被测锅炉上无法安装流量计,必须安装在总管上,此时在另一台锅炉上也必须安装流量计.

6.7    为了试验工作可靠、顺利可行预备性试验.预备性试验所有试验条件被测参数同正式试验均应一致,如预备性试验一切正常,此预备性也可作为一次正式试验.

7    试验要求

7.1    正式试验应在稳定工况1小时后进行,此项要求为了保证测试数据正确性、真实性.

7.2    在定型试验、仲裁试验和验收试验时都应保证锅炉处于稳定工况运行中.为了确保仲裁试验和验收试验公正性,需要买方、卖方和试验机构的三方人员到场,才能进行.

7.3    试验用煤应符合工业锅炉用煤分类标准,同时符合制造厂设计要求.

7.4    试验期间锅炉各项热工性能参数应相对稳定,其波动范围符合下列规定:

1）    锅炉出力最大波动范围:

2003标准    1988标准

符合2003标准中图一要求    出力波动不宜超过±10%

按标准图一要求例:

一台10.5MW热水锅炉最大允许波动范围为±9.5%.

2）    蒸汽锅炉压力允许波动范围:

蒸汽锅炉设计压力    2003标准    1988标准

小于1.0MPa    小于85%    小于80%

大于等于1.0MPa,小于等于1.6MPa    小于90%    小于85%

大于1.6MPa,小于等于2.5MPa    小于92%    

小于90%

大于2.5MPa,小于3.8MPa    小于95%    

3）过热蒸汽温度允许波动范围:

过热蒸汽设计温度    2003标准    1988标准

250℃    230℃---280℃之间    230℃---280℃之间

300℃    280℃---320℃之间    //

350℃    330℃---370℃之间    330℃---370℃之间

400℃    380℃--410℃之间    380℃---410℃之间

    每次试验实测过热蒸汽温度最大值与最小值之差不得大于15℃    //

4）蒸汽锅炉实际给水温度与设计值之差,在老标准中明确应控制在+30~-20℃之间.在标准中则要求宜控制在+30~-20℃之间,如温度一旦超出负范围,即偏差-20℃以上时,同时该锅炉有省煤器的,则测得的锅炉效率按照每相差-60℃,效率予以折算数值下降1%予以折算.

例:

一台锅炉设计给水温度为105℃,实测温度为34℃,锅炉效率为80%,则折算效率:

△η折算=1.18%

η锅炉折算效率=η实测—△η折算=80%—1.18%=78.82%

5）热水锅炉进、出水温度与设计值之差,在老标准中规定不得大于±5℃.在标准中要求不宜大于±5℃,如一旦实际出水温度平均值超出-5℃偏差范围,则对测试锅炉进行折算,而锅炉是否带有省煤器均予以折算.带有空气预热器的锅炉可协商确定是否折算,具体折算方法如下:

a.燃煤锅炉实测出水平均温度与设计温度扣差-15℃时,锅炉效率下降1%.例:

一台燃煤锅炉设计出水温度130℃,实际出水平均温度102℃,锅炉效率81%,则:

△η折算=1.87%

η锅炉折算效率=η实测—△η折算=81%—1.87%=79.13%

b.燃油、气锅炉实测出水平均温度与设计温度相差-25℃时,锅炉效率下降1%.例:

一台燃油锅炉设计出水温度95℃,实际出水平均温度84℃,锅炉效率90%,则:

△η折算=0.44%

η锅炉折算效率=η实测—△η折算=90%—0.44%=89.56%

6）热水锅炉的压力在老标准中热水锅炉压力不得低于设计压力的70%,在标准中规定测试时压力应保证出水温度比该压力下的饱和温度至少低20℃.

例:

1.0MPa热水锅炉实测出水温度为106℃,则测试时热水不得低于相对应126℃（106+20）的饱和蒸汽压力查焓位表得0.24MPa（绝对压力）.

7）标准和老标准都规定,测试期间安全阀不得起跳,不得吹灰,不得排污,在标准中同时明确在过热蒸汽锅炉必须排污时,排污量应计量,但其数值不得超过锅炉出力3%.

7.5    试验开始与结束时,锅筒水位和煤斗的煤位均应保持一致.为此,在试验开始前在水位表和煤斗中应作好标记.当试验结束时,水位和煤斗应回到其标记处.在整个试验期间过量空气系数、煤层厚度、炉排速度、给水量,给煤量等参数应尽可能保持一致.

手烧炉测试应特别注意煤层高度和燃煤状况结束和开始是否一致.

7.6正式试验测试时间:

序号序号        03标准    88标准    2829—80标准

1    火床燃烧、火室燃烧、沸腾燃烧固体燃料应不小于4h    火床燃烧锅炉不小于6h    机械层燃烧、枷煤炉燃烧、沸腾炉、煤粉炉、油气炉正平衡不小于4小时

2    火床燃烧甘蔗渣、木柴、稻壳等其它固体燃料应不小于6h    火室燃烧锅炉及沸腾燃烧锅炉不小于4h    机械层燃煤、抛煤炉、沸腾炉反平衡不小于4小时

3    手煤炉、下饲炉排应不小于5h,同时试验期间至少包含一个完整的出渣周期        手煤炉（包括一个以上清灰周期）正平衡不小于4小时

4    液体燃料和气体燃料应不小于2h        煤粉炉、油气炉反平衡不小于4小时

        从以上三个标准比较来看,标准有以下几个特点.

1）    它不分燃烧方式,火床、火室燃煤锅炉均为4小时.

2）    特别提出燃用特种固体燃料锅炉为6小时.

3）    把燃油、气锅炉单独列出测试时间为2小时.

7.7试验次数、蒸发量修正及误差规定

1）    试验次数

a.    锅炉新产品定型试验应在额定出力下进行两次,其它试验次数由协商决定,取消了110%超负荷能力测试.

b.    沸腾燃烧锅炉、水煤浆锅炉和煤粉锅炉应进行一次不大于70%额定出力下的稳定性试验,取消了燃油、气锅炉的低负荷试验.

c.    对额定蒸发量（额定热功率）大于或等于20t/h（14MW）的锅炉,进行反平衡测试

2）    蒸发量修正

每次试验的实测出力应为额定出力的97%—105%范围内,蒸汽锅炉测试时,当蒸汽和进水的实测参数与设计不一致时,锅炉的蒸发量应按下式进行修正:

a.    对饱和蒸汽锅炉

b.    对过热蒸汽锅炉

式中:

Dzs—折算蒸发量:

    单位:

吨/每小时（t/h）;

DSC—输出蒸发量:

单位:

吨/每小时（t/h）;

hgq、hbq、hgs——过热蒸汽、饱和蒸汽、给水的实测参数的焓,单位为千焦每千克（kJ/kg）;

h*gq、h*bq、h*gs——过热蒸汽、饱和蒸汽、给水的设计参数下的焓,单位为千焦每千克（kJ/kg）.

例:

某台锅炉型号为SHL20-2.5/400-AII,其设计给水温度为105℃,设计给水压力为2.7Mpa,实测锅炉出力为20142kg/h,给水温度为90℃,蒸汽压力为2.45Mpa,过热蒸汽温度为390℃.则:

设计过热蒸汽温度400℃,蒸汽压力2.45MPa,查焓值表得h*gq=3239.00kJ/kg;

设计给水温度105℃,设计给水压力为2.7MPa,查焓值表得h*gs=441.99kJ/kg;

实测过热蒸汽温度390℃,蒸汽压力为2.45MPa,查焓值表得hgq=3216.75kJ/kg;

实测给水温度为90℃,蒸汽压力为2.65MPa,查焓值表得hgs=379.00kJ/kg;

        根据过热蒸汽锅炉蒸发量修正公式得:

DZS=20142×（3216.75-379.00）/（3239.00-441.99）=20435.34kg/h.

3）    试验效率之差范围:

03标准    88标准    2829—80

燃固体燃料正、反平衡效率之差不大于5%    正、反平衡效率之差不大于5%    正、反平衡之差不大于5%

两次试验正平衡效率之差不大于3%    两次试验正平衡效率之差不大于4%    两次试验正平衡效率之差不大于4%

两次试验反平衡效率之差不大于4%    两次试验反平衡效率之差不大于6%    两次试验反平衡效率之差不大于6%

燃油气锅炉各种平衡效率值之差不大于2%    //    //

标准比老标准要求更高,同时特别提出了燃油、气锅炉的效率值之差不大于2%的要求.

7.8电加热锅炉试验要求:

电加热炉试验时间为1h,可只进行正平衡试验,两次正平衡效率差值应在1%之内.

试验使用的电度表应选用数字式电度表为好,可减少读数误差,因为电度表上每一个读数经过互感器后应做相应的放大倍数.

例:

现有一台电热锅炉测试,现试验使用互感器为400:

5,电度表读数为每小时5.6度,则实际用电量为N=5.6×400/5=448度,比原读数扩大80倍.

7.9热油载体锅炉试验要求;

其试验方法基本同热水锅炉一样,由于导热油比热容不是一个常数,它随着温度的变化而变化,在图表上显示其基本为一根斜线.为此在计算其进、出油比热容时,以其实测温度下的进、出口油的比热容与在0℃时的比热容的平均值为准.

例:

某导热油载体锅炉的进油温度为220℃,出油温度为250℃,求其进、出油焓值.

    根据热油载体锅炉所使用的导热油物理特性查得其:

0℃时的比热为Co=1.7019kJ/kg.℃;

220℃时比热为C220=3.1052kJ/kg.℃;

250℃时比热为C250=3.2993kJ/kg.℃.

则进油平均比热C-220=（C220+C0）/2=2.4036kJ/kg.℃;

进油焓hj=C-220×t进=2.4036×220=528.78kJ/kg.

出油平均比热C-250=（C250+C0）/2=2.5006kJ/kg.℃;

出油焓hc=C-250×t出=2.5006×250=625.15kJ/kg.

7.10基准温度在没有特殊要求的情况下,一般选用环境温度.

因进风温度、燃料温度等对测试结果影响极其微小,故可以忽略不计环境温度对其影响.

    在燃用重油即对燃油进行加热的锅炉时,需计算加热燃料的热量.计算时,也应计算燃油与0℃时平均比热.

8．测量项目

8.1各种热工性能试验测量项目的确定

    每次热工测试测量项目都应在试验大纲中明确下来.锅炉验收及仲裁试验的测量项目可协商来增减测量项目,运行试验可按需要而定.

8.2热工试验效率计算测量项目

    在8.2条中列出各种燃料、燃烧方式及供热方式下的全部热工试验效率计算及出力计算所需测量的

目.在实际试验时,可按不同的炉型确定其测量项目.

        例1:

一台WNS2-1.25-Y型锅炉热工测试需测量项目:

a．    燃料的元素分析、工业分析、发热量;

b．    燃料的密度、温度;

c．    燃料消耗量;

d．    给水流量;

e．    给水温度、给水压力;

f．    蒸汽压力;

g．    蒸汽湿度;

h．    排烟温度;

i．    排烟处烟气成份（含RO2、O2、CO）;

j．    锅水取样量（包括排污量）;

k．    入炉冷空气温度;

l．    当地大气压力、环境温度;

m．    试验开始到结束的时间.

    例2:

一台SHF20-1.25/95/70-H型锅炉热工测试所需测量项目

a．    燃料的元素分析、工业分析、发热量;

b．    循环水流量;

c．    回水温度、回水压力;

d．    出水温度、出水压力;

e．    排烟温度;

f．    排烟处烟气成份（含RO2、O2、CO）;

g．    燃烧室排出溢流灰和冷灰温度;

h．    渣流灰、冷灰和烟道灰重量;

i．    渣流灰、冷灰、烟道灰和飞灰可燃物含量;

j．    入炉冷空气温度;

k．    当地大气压力、环境温度;

l．    试验开始到结束的时间.

8.3热工性能试验工况分析测量项目

    此项根据实验的不同需要进行选择测量.

9．测试方法

9.1燃料取样的方法

1）固体燃料取样量不得少于总燃料量的1%,但总取样量不少于10kg,取样方法按附录A进行.在取样时需注意一防止煤中水分蒸发,二防止异物混入样品中.

2）液体燃料从油箱或燃烧器前管道抽取不少于1L样品,倒入容器内加盖密封,在重油作为燃料取样时,应在管道上取样.

3）气体燃料可由当地煤气公司或石油天然气公司提供化验报告或在燃烧器前管道上取样,在取样时注意把燃气取样器中残剩的气体赶干净.

4）对于混合燃料可按各种燃料的成分分析资料,按混合比例求得对应值,可作为同一燃料处理.

9.2燃料计量的方法

1）    固体燃料用精度不低于0.5级的磅秤承重.

2）    液体燃料计量方法有三种:

a称重;b油箱计量消耗体积;c精度不低于0.5级的油流量计.

3）    气体燃料用精度不低于1.5级流量计并需将实际状态的气体流量换算到标准状态下的气体流量.

9.3当锅炉额定蒸发量（额定热功率）大于或等于20t/h（14MW）仅用反平衡法测定效率时,试验燃料消耗量的确定其步骤为:

1）    首先比较锅炉实测热工性能参数和设计参数,如排烟温度、烟气含氧量等实测参数均比设计参数为好则可设定一个高于设计效率的锅炉正平衡效率;反之则相反.

2）    在确定了锅炉正平衡效率后,根据效率计算公式反算出燃料消耗量.

3）    根据燃料消耗量进行锅炉反平衡计算.

4）    当计算所得的反平衡效率之值与估取值相差大于±2%时,则根据负偏差或正偏差重新设定一个锅炉正平衡效率值进行计算,直至估算值和计算值相差±2%之内.

9.4蒸汽锅炉蒸发量的测量仪表和方法.

1）    饱和蒸汽因为含有部分水,实际其是一个二相（液、气）流体,所以用流量计测量其流量误差会相当大,现一般通过测量锅炉给水流量来确定.

给水流量测量可用经标定过的水箱或用达到一定精度的流量计.

2）    过热蒸汽一般也通过测量锅炉给水流量来确定,同时也可采用直接测量蒸汽流量来确定,但过热蒸汽

具有压缩性,此法有一定误差.测量仪表可用达到一定精度的流量计.

9.5热水锅炉循环流量同测量给水流量一样,选用合适的达到一定精度的流量计即可,选用测量热油载体

锅炉循环流量的仪表时应注意仪表能耐高温介质.

9.6锅炉水及蒸汽压力测量采用弹簧式压力表,精度不低于1.5级.

9.7锅炉蒸汽、水、空气和烟气介质温度的测量可用水银温度计、热电阻温度计、热电偶温度计.

水银温度计使用在100℃以下,精度要求不高的地方.例:

进风温度.

热电阻温度计使用在500℃以下的地方.例:

排烟温度.

热电偶温度计使用在500℃以上的地方.例:

炉膛出口烟温.

热水锅炉进、出水温;热油载体锅炉进、出油温应使用精度高的铂热电阻温度计和分辨率0.1℃的显

示仪表,同时还应注意二支铂电阻的误差一致性.

测温点应布置在管道式烟道截面上介质温度比较均匀的位置,温度计插入深度应在1/3至2/3之间,对于大吨位的锅炉或截面积比较大的烟道测温应用根据网格法布置每个测温点,其取算术平均值.

排烟温度的测点应接近最后一节受热面距离不大于1m处.

9.8烟气成分分析,可用奥氏仪或用烟气分析仪,其取样点应同排烟温度测点相接近处.

9.9为计算锅炉固体未完全燃烧热损失q4及灰渣物理热损失q6应进行灰平衡测量,灰平衡测量是根据物质不灭定理来计算:

指炉渣、漏煤、烟道灰、飞灰等总的含灰量等于燃料中的总含灰量,通常以炉渣、漏煤、烟道灰、飞灰等的总含灰量的重量的百分比来核算,其中飞灰所含的百分比是反推算出来的.各灰渣的百分比计算公式如下:

式中:

α——各种灰渣的百分比,单位为%;

G——为各种灰渣重量,单位为kg/h;

C——为各种灰渣含可燃物含量,单位为%;

B——为燃料消耗量,单位为kg/h;

Aar——为燃料中收到基含灰量,单位为%.

例:

一台锅炉每小时耗煤量为3000kg/h,煤中含灰量Aar为25%,干炉渣重量为700kg/h,漏煤重量为50kg/h,烟道灰重量35kg/h,炉渣可燃物含量为10%,漏煤可燃物含量为30%,烟道灰可燃物含量为35%,飞灰可燃物含量为40%.

则:

α炉渣=;

α炉渣=;

α烟道灰=;

α飞灰=1-（α炉渣+α炉渣+α烟道灰）=1-（84%+4.67%+3.47%）=7.86%.

9.10为了进行灰平衡计算,应对炉渣、漏煤、烟道灰等进行计量和取样化验,因对飞灰应进行反推算,故只进行取样化验.

9.11各种灰渣的取样方法.

在出灰口定期或定车取样;如试验结束一次性出灰（漏煤等）的可按每车取样,取样方法按附录A进行.

每此试验采集的原始灰渣重量应不少于总灰中的1-2%,且灰、渣取样量应不少于20kg,总灰量少于20kg时应予全部取样,缩分后灰渣重量不少于1kg,湿炉渣应铺在清洁地面待其稍干燥后再取样和计量;漏煤、飞灰等取样量应不少于0.5kg.

9.12饱和蒸汽湿度和过热蒸汽含烟量测量方法按附录C进行,取样时注意等速取样.

9.13风机风压、风室风压;烟、风道各段烟气、风的压力一般根据需要测量,用U型管即可.

9.14散热损失按附录D确定.

9.15每个测量数据应10至15分钟记录一次,热水锅炉进、出水温;热油载体锅炉进、出油温应5分钟记录一次,循环水量、循环热油量用累积方法确定.

9.16热工性能测试常用的一些参数表.见附录E和附录F

10    锅炉效率的计算

10.1正平衡效率计算

10.1.1输入热量计算公式:

Qr=Qnet,v,ar+Qwl+Qrx+Qzy

式中:

Qr__——输入热量;

        Qnet,v,ar——燃料收到基低位发热量;

        Qwl——加热燃料或外热量;

Qrx——燃料物理热;

Qzy——自用蒸汽带入热量.            

在计算时,一般以燃料收到基低位发热量作为输入热量.如有外来热量、自用蒸汽或燃料经过加热（例:

重油）等,此时应加上另外几个热量.

10.1.2饱和蒸汽锅炉正平衡效率计算公式:

式中:

η1——锅炉正平衡效率;

    Dgs——给水流量;

    hbq——饱和蒸汽焓;

    hgs——给水焓;

    γ——汽化潜热;

    ω——蒸汽湿度;

Gs——锅水取样量（排污量）;

B——燃料消耗量;

Qr_——输入热量.

10.1.3过热蒸汽锅炉正平衡效率计算公式:

a.测量给水流量时:

式中:

η1——锅炉正平衡效率;

            Dgs——给水流量;

            hgq—